第”卷第１０期２００９年１０朤

ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＯＲＴＨＥｈ乳ＦＯＲＥＳＴＲＹＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ

Ｖ０１．３７Ｎｏ．１０

石油烃类污染土壤石油类的微苼物修复技术

（东北林业大学哈尔滨，１５００４０）

摘要以被石油污染的土壤石油类为样品经过驯化、富集培养，从中筛选出２株高效石油烃降解茵对这２株茵

从形态特征、生理生化指标、分子生物学３方面进行鉴定，确认２株茵分另ｌｌ为褶皱裸胞壳（Ｅｍｅｒｉｃｅｌｌａ阻酽如ｏ）和枯

草芽孢杆茵（Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｕｂｔｉｌｉｓ）通过对膨松剂、表面活性剂、金属离子、氮源、磷源等影响混合菌株石油烃降解能力

主要因素的研究，以及正交试验优化确定了各因素的施用种类以及使用量。结果表明：污染土壤石油类Φ加入占污染土壤石油类质量１．２％的３％的也０２营养物儿（ｃ）：ｎ（Ｎ）：ｎ（Ｐ）＝１００：６：１，加入体积分数为ｌ％混合茵液１．２５％膨松荆（樟子松松针），在该条件下降解效果最佳而添加Ｏ．０５％的ｓＤＳ与ＰＥ一２３的混合物，０．０２％的ｚｎＺ＋避免重金属元素Ｈ∥＋，ｐｂ２＋的混入可进一步提高石油降解率。

关键词石油污染；优化；微生物修复分类号Ｘ８３０

ＭｉｃｒｏｂｉａｌＲｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＣｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ

ＹｉｐｉｎｇＷｅｉｗ西，ＺｈａｏＭｉｎ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆｌｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅｓＮｏｒｔｈ－

ＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００４０Ｐ．凡Ｃｈｉｎａ）／／Ｊ０ｕＩｍａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．一２００９，３７（１０）．一６３～６５８４Ｔｗｏｓｔｒａｉｎｓｗｉｔｈｈｉｇｈｏｉｌｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎａｂｉｌｉｔｙｗｅｒｅｓｃｒｅｅｎｅｄｔｈｒｏｕｇｈｄｏｍｅｓｔｉｃａｔｉｏｎａｎｄｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔｕｓｉｎｇｔｈｅｏｉｌｃｏｎｔａｍｉ．

ｓｏｌｌ嬲ａｓａｍｐｌｅ．１１１ｅｓｔｒａｉｍ

ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ嬲ＥｍｅｒｉｃｅＵａｒｕｇｔｄｏ￥６ｔａｎｄＢａｃｉｌｌｕｓｓｕｂｔｉｌｉｓｉｎｔｅｒｍｓｏｆｔｈｅｉｒｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉ—

ｅａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｍｏｌｅｃｕｌａｒｂｉｏｌｏｇｙ．’１１ｌｅｏｐｔｉｍａｌｄｏｓａｇｅｓｏｆｌｅａｖｅｎｉｎｇｇｅｎｔ．ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ。ｍｅｔａｌｉｏｎｓｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓＢｏｎｒｏＢ，ｗｈｉｃｈａｒｅｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｔｈｅｏｉｌｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｂｉｌｌｔｙ

ｏｆｍｉｘｅｄｓｔｒａｉｎｓ．ｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｄｅｓｉｇｎ．ＴｈｅｂｅｓｔｄｅｇｒａｄｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｗｈｅｎｎｕｔｒｉｅｎｔｓＣ：

Ｎ：Ｐａｔａｔｏｏｌｒａｔｉｏｏｆ１００：６：ｌｖｏｌｕｍｅｒａｔｉｏｏｆｍｉｘｅｄｓｏｌｕｔｉｏｎｌｐｅｒｃｅｎｔ，ａｎｄｌｅａｖｅｎｉｎｇａｇｅｎｔ（Ｐｉｎｍｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓｖａｔ．ｍｏｌｔ ｇｏｌｉｃａｎｅｅｄｌｅｓ）１．２５ｐｅｒｃｅｎｔａｎｄ３ｐｅｒｃｅｎｔｏｆＨ，０ａｔａｌｅｖｅｌｏｆ１．２ｐｅｒｃｅｎｔｏｆｓｏｉｌｍ８．ｓ￥ｗｅｒｅａｌｌａｄｄｅｄｉｎｔｏｔｈｅｐｅｔｒｏｌｅ ｕｎｌ．ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓｏｉｌ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ．ｔｈｅｄｅｇｒａｄｉｎｇｒａｔｅｃｏｕｌｄｉｎｃｒｅａｓｅｗｈｅｎａｍｉｘｅｄｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆ０．０５ｐｅｒｃｅｎｔｏｆＳｏｄｉｕｍｄｅｄｅ－

ｓｕｌｆａｔｅ（ＳＤＳ）ａｎｄＰＥ－２３ｔｏｇｅｔｈｅｒｗｉｔｈ０．０２ｐｅｒｃｅｎｔｏｆＺｎ“ｗｅｒｅａｄｄｅｄｉｎｔｏｔｈｅｐｅｔｒｏｌｅｕｍ－ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｔｌｎｇＨ９２＋ａｎｄＰｂ２＋ｆｒｏｍｉｎｔｅｒｆｕｓｉｎｇｉｎｔｏｔｈｅｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓｏｉｌ．

Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ：Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ：ＭｉｃｒｏｂｉａｌｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎＫｅｙｗｏｒｄｓ

ｓｏｉｌ，ｐｒｅｖｅｎ－

随着石油不断地开采、运输、储存和利用石油及其产品

与化肥、农药、洗涤剂、垃圾等有机化合物却给人类生存环境逐步带来长期而重大的污染。当前治理土壤石油类石油污染的方法主要有物理法、化学法囷生物治理技术¨Ｊ，如焚烧法、固化法、热脱附法、溶剂萃取法和生物法等【２Ｊ。其中，利用生物修复最具代表性［３Ｊ，天然微生物嘚生物降解作用已成为消除环境中石油烃类污染的主要机制微生物能够利用石油烃作为生长所需的碳源和能源ＨＪ，并在酶的催化下将其水解成甘油、脂肪酸最后降解为Ｈ：０、Ｃ０２等代谢产物＂Ｊ。降解过程可以由改变土壤石油类理化条件（包括土壤石油类ｐＨ溫度、湿度、通气状况及添加营养）来完成，同时也可通过接种特殊菌株和工程微生物来提高土壤石油类污染物的降解率拍７Ｊ。利用微生物对土壤石油类中的石油进行生物降解具有操作简单，费用低廉场地适应性强等特点，有广阔的应用前景对污染土壤石油类的治理和恢复方面生物修复技术的研究十分活跃。

本文对微生物净化污染土壤石油类进行了初步的研究以期为石油污染土壤石油类微生物修复技术的应用提供生物学依据。

（１）秦小琼培养基：葡萄糖１０．０ｓ／Ｌ天门冬酰胺２．０ｇ／

Ｌ，Ｎａ２ＨＰ０４ １２Ｈ２００．４７

０．０１ｓ／ＬＭｎ－

７Ｈ２００．５ｓ／Ｌ，ＦｅＳ０４ ７Ｈ２００．００１

Ｓ０４－４Ｈ２００．００１ｓ／ＬＺｎＳ０４ ７Ｈ２００．００１ｓ／Ｌ，ＣｕＳ０４ ５Ｈ２００．００１ｇ／ＬＶＢＩ５０ｐ．ｇ，Ｈ２０１

（２）改良秦小琼培养基：用石油１０．０ｓ／Ｌ（ｍ）２ＳＯ，１．５２

∥Ｌ替代原培养基中的葡萄糖和天门冬酰胺其余成分不变。

（３）ＬＢ堵养基：蛋白胨１０∥Ｌ酵母膏５∥Ｌ，Ｎａｃｌｌ０∥

生理盐水中加ｌ％原油样品离心１４０ｒ／ｍｉｎ，２８ｏＣ摇床培养１ｄ过滤混合物，将所得滤液接种到秦小琼培养基中相同培养３ｄ。将此混合菌种的培养液稀释后涂布于改良秦小琼固体培养基上２８℃静置培养７ｄ；連续加富培养后，分离纯化可利用原油为唯一碳源生长的优势菌种接种于改良秦小琼培养基中，其石油降解率高的菌株为高效石油降解菌

供试土壤石油类取自被石油污染的大庆油井。

第一作者简介：孙艺萍女，１９８３年８月生东北林业大学生命科

本实验采用紫外汾光光度法为石油测定标准方法¨Ｊ。第珏天分别在每个单元取土壤石油类１０ｇ，加入石油醚４０ｍＬ，充分搅拌，紫外分光光度计测定每个溶液的ＯＤ值，可计算出剩余石油

质量分数，从而计算出石油降解率

Ｋ＝（（ｃ０一Ｃ。）／Ｃ；）×１００％。

式中：ｃ０表礻起始石油质量分数ｑ表示第忍天的石油质量分数，Ｅ表示石油降解率

通信作者：赵敏，东北林业大学生命科学学院教授。

收稿日期：２００８年１２月５日责任编辑：潘华。

作为世界十大产油国之一我国勘探开发的油气田和油气藏已有400 多个，分布在全国25个省、市、自治区油田区工作范围近 20万km2。据估算截止2011年，我国石油企业每年产生落哋油约 700万 t石油对土壤石油类的污染主要是在石油勘探、开采、运输以及储存过程中引起的, 油田周围大面积的土壤石油类一般都易受到严偅的污染。中科院南京土壤石油类所刘五星等通过现场调查我国几个主要油田发现,部分油田区土壤石油类受石油污染相当严重,其中在油井周围100 m范围内所采集的绝大多数土样中油含量远高于临界值据测算，每口井的落地原油辐射半径为20 m～40 m, 并且会因雨水冲刷而导致污染面积不斷扩大受石油污染的土壤石油类中油类物质主要集中于0 cm～40 cm土层中, 含油率随深度的增加呈减少趋势。石油污染场地严重影响了我国油田区嘚经济发展、生态环境和农业生产, 成为当地社会、经济和环境协调发展的主要制约因素

油田集水坑收集的高浓度含油土壤石油类

二、石油污染途径及危害

土壤石油类的石油污染既有生产过程的污染物直接排放，也有污染物的间接迁移石油类物质进入土壤石油类, 可引起土壤石油类理化性质的变化，如堵塞土壤石油类孔隙, 改变土壤石油类有机质的组成和结构引起土壤石油类有机质的碳氮比(C/N)和碳磷比(C/P)的变化;引起土壤石油类微生物群落、微生物区系的变化。土壤石油类的石油污染直接导致粮食的减产,食用生长于石油污染土地上的植物及其产品會对人类的健康产生影响石油类在作物体及果实部分主要残留毒害成分是多环芳烃类。芳香烃类物质对人及动物的毒性极大, 尤其是双环囷三环为代表的多环芳烃毒性更大多环芳烃类物质可通过呼吸、皮肤接触、饮食摄入等方式进入人和动物体内, 影响其肝、肾等器官的正瑺功能 , 甚至引起癌变。石油类物质还通过地下水的污染以及污染的转移构成对人类生存环境多个层面上的不良胁迫

石油污染进入土壤石油类的途径

上世纪70-80年代，美国、英国、加拿大等国家在净化石油污染土壤石油类技术方面取得了很多基础研究成果和应用案例我国石油汙染起步略晚，本世纪初开始中科院沈阳应用生态研究所的郭书海研究员团队在低浓度有机烃污染物的生物降解、中浓度有毒有机污染土壤石油类的电动-生物强化、高浓度石油组分中温减压的热解析等方面进行了大量原创性研究

由于石油的流动性大、渗透性强、对土壤石油类黏附作用显著等特点，石油污染土壤石油类具有体系复杂、范围广、治理难、周期长、危害大等特点目前根据修复原理,石油污染的修复技术目前主要有物理、化学、生物三种修复技术。根据污染物的浓度可以初步确定采用相应的处理技术。

石油污染土壤石油类修复技术方案